一名物理學(xué)家的教育歷程優(yōu)秀教學(xué)設(shè)計(jì)教案

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1、一名物理學(xué)家的教育歷程 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)與技能： 1、掌握識(shí)記本文中的字詞及文體知識(shí)。 2、引導(dǎo)學(xué)生從生活出發(fā)，了解科學(xué)、認(rèn)識(shí)科學(xué)。 過程與方法: 通過導(dǎo)學(xué)案讓學(xué)生先自學(xué)20分鐘然后提問答疑，再進(jìn)行分析討論探究，完成課文學(xué)習(xí)，最后留10分鐘就行課堂總結(jié)及訓(xùn)練 情感、態(tài)度及價(jià)值觀： 1、引導(dǎo)學(xué)生以“教育歷程”為重點(diǎn)，探討其中表現(xiàn)的思想內(nèi)涵。 2、引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)精神。 教學(xué)重難點(diǎn) 高維空間對(duì)普通人來說，是很難想像的。所以，教學(xué)重點(diǎn)是文章內(nèi)容，而不是相關(guān)的科學(xué)知識(shí)。 課時(shí)安排： 1課時(shí) 教學(xué)步驟 （一）導(dǎo)入新課 我們小的時(shí)候，常常會(huì)談到我們未來的理想，（小時(shí)候老師

2、布置的作文）那時(shí)候我們常常無畏地說：“我要做一名科學(xué)家”，可是隨著年齡的增長，我們很少有人再說了，這是為什么呢？因?yàn)槲覀冎饾u明白成為一名科學(xué)家是極其艱難的。那么怎樣才能成為一名科學(xué)家呢？我們真的要好好研究一下成為一名科學(xué)家需要怎樣的教育歷程了，今天我們就通過著名的理論物理學(xué)教授加來道雄的文章《一名物理學(xué)家的教育歷程》得到點(diǎn)啟發(fā)吧！ （二）作者簡介 加來道雄，美籍日裔物理學(xué)家，畢業(yè)于美國哈佛大學(xué)，獲加利福尼亞大學(xué)伯克利分校哲學(xué)博士學(xué)位，后任紐約市立大學(xué)城市學(xué)院理論物理學(xué)教授。主要著作有《超越愛因斯坦》（與特雷納合著）《量子場論》《超弦導(dǎo)論》。 （三）字音字形 學(xué)生通過自學(xué)識(shí)記 （四）整

3、體感知 1 本文的基本結(jié)構(gòu) 文章的題目是“一名物理學(xué)家的教育歷程”，因此，敘述的順序主要是歷時(shí)性的。但是，作者開頭就說“童年的兩件趣事極大地豐富了我對(duì)世界的理解力，并且引導(dǎo)我走上成為一個(gè)理論物理學(xué)家的歷程?！倍巴甑膬杉な隆弊鳛槲恼碌闹饕獌?nèi)容，又是共時(shí)性的敘述。這樣的結(jié)構(gòu)安排，使文章既脈絡(luò)清楚，又重點(diǎn)突出。 第一部分（第1段）： 交代童年的兩件趣事，極大地豐富了作者對(duì)世界的理解力，并且引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學(xué)家的歷程。 第二部分（第2—11段）： 主要敘述作者對(duì)鯉魚世界的遐想。 第三部分（第12—18段）： 主要介紹了作者對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往。 2 本文的基

4、本內(nèi)容 ①人人都對(duì)自然感到好奇，都以自己喜愛的形式尋求自然的“謎底”，但是大多數(shù)人一般直接探尋自然本身，而作者卻由人的觀察角度，反思人類對(duì)宇宙的認(rèn)知?？此谱髡呱倌陼r(shí)的思維超出同齡人，其實(shí)只是他充分發(fā)揮了自己的想像力，并且保持了這樣奇特的想像力，由此奠定了他對(duì)高維空間理論探究的基礎(chǔ)。 ②作者少年時(shí)接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”，激發(fā)了他的探究興趣。他之所以感到“激動(dòng)人心”，是因?yàn)樗褠垡蛩固沟睦碚摦?dāng)成一個(gè)“偵探故事”來閱讀、探究，這非常符合少年的心理。另外，“我決定要對(duì)這一秘密刨根問底”，也表現(xiàn)了他有毅力有恒心的性格，這是成為科學(xué)家的基本素質(zhì)。 ③高中時(shí)代，本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?！?，享受

5、青春年華，但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設(shè)備”，在“學(xué)校的足球場中纏繞22英里長的銅線”，自己動(dòng)手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。作者進(jìn)行這樣艱苦枯燥的工作，體現(xiàn)了他對(duì)科學(xué)的熱愛，以及踏實(shí)的性格，顯露出一個(gè)科學(xué)工作者的潛能。由①②到③，我們可以清楚地看到作者的“教育歷程”和“教育內(nèi)容”。 （五）合作交流 1．本文在材料處理上有什么特點(diǎn)？ 明確：本文布局謀篇重點(diǎn)突出，詳略得當(dāng)。在整體上，作者并沒有從童年到小學(xué)到初中到高中，按時(shí)間順序敘事，而是通過童年的兩件趣事和高中時(shí)建立實(shí)驗(yàn)室的事例，突出他成長為一名“物理學(xué)家”的“教育歷程”，并不旁及其他成長的經(jīng)驗(yàn)；在局部

6、上，如高中階段，作者看了許多統(tǒng)一場理論方面的書，并常常去斯坦福大學(xué)的物理圖書館，相關(guān)的理論書籍是怎樣啟發(fā)、引導(dǎo)他研究的，這里肯定有許多精彩的故事，但是作者只是一筆帶過，重點(diǎn)放在制造“自己的原子對(duì)撞機(jī)”上，其中具體的數(shù)據(jù)敘述得很詳盡，讓人體會(huì)到作者嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的性格，以及內(nèi)在的成為物理學(xué)家所需要的基本素質(zhì)。 2．本文體現(xiàn)了怎樣的科學(xué)精神？ 明確：本文三個(gè)主要部分，并不是簡單地?cái)⑹龀砷L的故事，而是具有深刻的科學(xué)精神內(nèi)涵，可以從中看到哪些方面的“教育”對(duì)成為優(yōu)秀科學(xué)家最為重要。 （1）想像力：科學(xué)是需要想像力的，想像力能帶來創(chuàng)造力。作者正是從對(duì)鯉魚世界的想像中，認(rèn)識(shí)到人類觀察空間的局限性，間接感

7、悟到高維空間存在的可能。由感性的想像上升到理性的創(chuàng)造，體現(xiàn)了創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。 （2）樂趣：科學(xué)不應(yīng)該是枯燥的，而是應(yīng)該充滿樂趣的。探尋自然的奧秘，對(duì)真正的科學(xué)工作者來說，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戲”，也是人生的“境界”?！坝螒颉笔顾麄儤反瞬黄?，充滿激情，不受外界的誘惑和干擾；而“境界”使他們不顧功利，不畏強(qiáng)權(quán)，只求真理。 （3）實(shí)驗(yàn)精神：丁肇中說過：“現(xiàn)代學(xué)術(shù)的基礎(chǔ)就是實(shí)地的探察，就是我們現(xiàn)在所謂的實(shí)驗(yàn)?！薄翱茖W(xué)發(fā)展的歷史告訴我們，新的知識(shí)只能通過實(shí)地實(shí)驗(yàn)而得到，不是由自我檢討或哲理的清談就可求到的。”（《應(yīng)有格物致知精神》）有了想像力，有了樂趣，那只是成為科學(xué)家的最基礎(chǔ)的因素，

8、不去踏踏實(shí)實(shí)地做實(shí)驗(yàn)，就不能得到基本數(shù)據(jù)，假說就不能確立。一味地空想，不去做基礎(chǔ)工作，不可能達(dá)到真理的彼岸。作者從事的高維空間理論，雖然還停留在紙面上，但是科學(xué)家們已經(jīng)在做許多基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)工作，努力使理論得到證明。即使如科學(xué)家霍金靠睿智的頭腦創(chuàng)建黑洞理論，也要有數(shù)學(xué)和天體物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，也不是空想出來的。 3．“鯉魚科學(xué)家”對(duì)“世界”的認(rèn)識(shí)是怎樣的？ 明確：主要有以下幾點(diǎn)：（1）“水池之外看不見的世界沒有科學(xué)意義?！保?）“它們?yōu)樗徸约耗軌蜻\(yùn)動(dòng)而困惑不解”——它們以神秘的“力”來掩蓋自己的無知。（3）“鯉魚科學(xué)家”的“消失”和“重現(xiàn)”——它們認(rèn)為是“奇跡”，是“可怖的事情”，而不肯去探究

9、原因。（4）“鯉魚科學(xué)”的“傳奇故事”，真實(shí)地證明另一個(gè)世界的存在，而它們卻認(rèn)為“胡說八道”，荒謬絕倫，違背它們的“自然規(guī)律”。 4．作者對(duì)鯉魚世界的遐想意義：作者對(duì)鯉魚世界是怎樣遐想的？ 明確：作者猜測鯉魚是怎樣觀察它們周圍的世界的，由此作者想象出有“鯉魚科學(xué)家們”，它們的思想以及它們有過奇妙的經(jīng)歷等等。這種遐想給予作者的意義是充分挖掘了他的好奇心和發(fā)揮了想象力，并且他保持了這樣奇特的想像力，也由此奠定了他對(duì)高維空間理論探究的基礎(chǔ)。 好奇心和想象力很重要嗎？——常越過各種思想桎梏 補(bǔ)充：據(jù)美國《生活科學(xué)》雜志８月號(hào)報(bào)道，科學(xué)家的使命是搞清楚這個(gè)世界如何運(yùn)轉(zhuǎn)，讓大自然迫不得已泄露隱藏許

10、久的秘密。當(dāng)然，并非每一個(gè)人都能成為科學(xué)家。那究竟具備什么樣的素質(zhì)才能成為科學(xué)家呢？ 成為一位科學(xué)家必須具備兩個(gè)重要條件：探尋謎團(tuán)的好奇心和解開謎團(tuán)的創(chuàng)造力。歐洲研究委員會(huì)委托進(jìn)行的一項(xiàng)有關(guān)科學(xué)創(chuàng)造力的研究稱：“科學(xué)家表現(xiàn)出超強(qiáng)的好奇心。他們會(huì)對(duì)基本問題進(jìn)行更加深入的研究，充分表現(xiàn)出求知的欲望。”好奇心是指對(duì)一個(gè)有序世界微小差異的敏感性。大量研究表明，充滿好奇心的人渴望尋求新奇的事物和陌生的東西，希望給一切問題找到更好的答案。 好奇的科學(xué)家相信，茫茫宇宙定有規(guī)律。他們總在孜孜不倦地尋找目前公認(rèn)理論難以解釋的數(shù)據(jù)，為了平息數(shù)據(jù)和理論之間的沖突，科學(xué)家常常越過各種思想桎梏，通過不同角度

11、思考問題。被譽(yù)為“量子物理學(xué)之父”的德國科學(xué)家馬克斯．普朗克說過，科學(xué)家“必須具有鮮活的、本能的想像，因?yàn)樾滤枷氩皇峭ㄟ^推理產(chǎn)生的，而是通過藝術(shù)創(chuàng)造力想像出來的”。 5 作者想通過“鯉魚科學(xué)家”對(duì)世界的認(rèn)識(shí)說明什么？ 明確：說明“自以為是”的人類和“鯉魚科學(xué)家”有相似之處。（1）人類“一生就在我們自己的‘池子’里度過”，只要“超出我們的理解力”的自然存在，他們就“拒絕承認(rèn)”。（2）“科學(xué)家發(fā)明像力這樣一些概念……”，是因?yàn)樗麄冎辉敢獬姓J(rèn)“那些看得見摸得著的事物”，不肯改變思考問題的方式。（3）“不能在實(shí)驗(yàn)室里便利地驗(yàn)證”的理論，他們就加以“鄙視”，表現(xiàn)出思想上的保守和固執(zhí)。 6．課文中閱

12、讀多維空間歷險(xiǎn)故事和統(tǒng)一場理論書籍兩小段內(nèi)容，對(duì)“教育歷程”的敘述有什么作用？ 明確：課文的重點(diǎn)是童年趣事和建立實(shí)驗(yàn)室，這三個(gè)事例已經(jīng)把“教育歷程”完整地勾畫出來。而夾雜在其中的兩個(gè)小事例，主要起補(bǔ)充和銜接的作用。歷險(xiǎn)故事加深作者對(duì)高維空間的想像，激發(fā)興趣；而閱讀統(tǒng)一場理論書籍，既表現(xiàn)高中階段作者求知的熱情，也銜接起由理論到實(shí)驗(yàn)的探究過程。 7．作者說“我決定要對(duì)這一問題刨根問底，縱然為此而必須成為一名理論物理學(xué)家也在所不辭?！痹谧髡咝闹小袄碚撐锢韺W(xué)家”應(yīng)該是怎樣的人？ 明確：理論物理學(xué)家的工作是抽象、枯燥的，受實(shí)驗(yàn)條件的限制，自己的學(xué)說很難得到實(shí)驗(yàn)的證明，甚至可能到死也得不到成就。這樣

13、的人必須耐得住寂寞，必須有奉獻(xiàn)精神?！霸谒晦o”意味著“理論物理學(xué)家”道路的艱辛。 8．作者對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)的向往意義：作者對(duì)愛因斯坦未竟事業(yè)是怎樣看待和怎樣做的？ 明確：首先作者接觸到愛因斯坦的“未竟事業(yè)”，激發(fā)了他的探究興趣。其次他把愛因斯坦的理論當(dāng)成一個(gè)“偵探故事”來閱讀、探究，并且 “我決定要對(duì)這一秘密刨根問底”； 再次高中時(shí)代，本應(yīng)“在棒球場或籃球場玩?！保硎芮啻耗耆A，但作者卻“找遍周邊地區(qū)大量的電子倉庫，裝配必需的硬件設(shè)備”，在“學(xué)校的足球場中纏繞22英里長的銅線”，自己動(dòng)手建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，驗(yàn)證愛因斯坦理論，探究反物質(zhì)。 9 作者建立實(shí)驗(yàn)室的事例，對(duì)我們現(xiàn)實(shí)生活有怎樣的意義

14、？ 明確：科學(xué)是建立在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之上的，科學(xué)理論要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)才能得到論證。實(shí)驗(yàn)不是簡單的操作，要有理論指導(dǎo)，要有實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，要有策劃組織能力，要有耐力和恒心等等，實(shí)驗(yàn)考驗(yàn)的是實(shí)驗(yàn)者的綜合能力。而我們當(dāng)前存在的問題是，重視理論，輕視基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，表現(xiàn)為動(dòng)手能力和實(shí)踐能力差，思想上浮躁，急功近利。對(duì)教育而言，重知識(shí)，輕能力的現(xiàn)象很普遍。這些都是一名理論物理學(xué)家重視實(shí)驗(yàn)給我們現(xiàn)實(shí)生活的啟迪。 （六）課堂總結(jié)： 童年的兩件趣事之所以引導(dǎo)作者走上成為一名理論物理學(xué)家的歷程，是因?yàn)樽髡咴谶@其中的一些基本科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)能力得到了充分地挖掘、培養(yǎng)和鍛煉。它們是： 好奇心、想象力、探究能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、不怕挫折、質(zhì)疑求真的科學(xué)精神，尊重事實(shí)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度等。